(57)【要約】【課題】  差動装置の駆動力配分機構において、差動装置に駆動力を入力するモータ・ジェネレータが引きずり抵抗の原因となるのを防止する。【解決手段】  差動装置Ｄの第１、第２遊星歯車機構ＰＲ，ＰＬの各一対のプラネタリキャリヤ、リングギヤおよびサンギヤのうちの第１の要素を２つの出力要素１３Ｒ，１３Ｌにそれぞれ連結するとともに、第２の要素どうしを相対回転不能に結合して入力要素１８に連結し、かつ第３の要素どうしをギヤ機構２１ａ〜２１ｄ，２２Ｒ，２２Ｌを介して相互に逆方向に回転するように連結したので、第１モータ・ジェネレータＭＧ１で第３の要素を相互に逆方向に駆動することで旋回をアシストあるいは抑制し、第２モータ・ジェネレータＭＧ２で入力要素１８を駆動することで車両の駆動力をアシストする。またクラッチＣを係合解除することで、第２モータ・ジェネレータＭＧ２が駆動も回生制動も行わないときに引きずり抵抗の原因となるのを防止することができる。【選択図】        図１
2010190286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動装置（Ｄ）の入力要素に加えられる駆動力を２つの出力要素に所定の比率で配分する差動装置の駆動力配分機構であって、
第１リングギヤ（１５Ｒ）と、第１サンギヤ（１６Ｒ）と、前記第１リングギヤ（１５Ｒ）および第１サンギヤ（１６Ｒ）に噛合する第１ピニオン（１７Ｒ）を支持する第１プラネタリキャリヤ（１４Ｒ）とよりなる第１遊星歯車機構（ＰＲ）と、第２リングギヤ（１５Ｌ）と、第２サンギヤ（１６Ｌ）と、前記第２リングギヤ（１５Ｌ）および第２サンギヤ（１６Ｌ）に噛合する第２ピニオン（１７Ｌ）を支持する第２プラネタリキャリヤ（１４Ｌ）とよりなる第２遊星歯車機構（ＰＬ）とを備え、前記各一対のプラネタリキャリヤ（１４Ｒ，１４Ｌ）、リングギヤ（１５Ｒ，１５Ｌ）およびサンギヤ（１６Ｒ，１６Ｌ）のうちの第１の要素を前記２つの出力要素にそれぞれ連結するとともに、第２の要素どうしを相対回転不能に結合して前記入力要素に連結し、かつ第３の要素どうしをギヤ機構（２１ａ〜２１ｄ，２２Ｒ，２２Ｌ）を介して相互に逆方向に回転するように連結するものにおいて、
前記第３の要素を相互に逆方向に駆動する第１駆動源（ＭＧ１）と、モータ・ジェネレータで構成されてクラッチ（Ｃ）を介して前記入力要素を駆動する第２駆動源（ＭＧ２）とを備えることを特徴とする差動装置の駆動力配分機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動装置の入力要素に加えられる駆動力を２つの出力要素に所定の比率で配分する差動装置の駆動力配分機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと左右の車輪との間に配置される差動装置を一対の遊星歯車機構で構成し、両リングギヤにエンジンの駆動力を入力し、両プラネタリキャリヤを左右の車輪に接続し、両サンギヤを油圧モータあるいは電気モータに接続して相互に逆方向に駆動することで、エンジンの駆動力を左右の車輪に任意の比率で配分して旋回をアシストあるいは抑制する差動装置の駆動力配分機構が、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２９７９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、かかる差動装置の駆動力配分機構において、モータ・ジェネレータで差動装置に走行用の駆動力を入力する場合、モータ・ジェネレータが駆動も回生制動も行わない場合に、そのモータ・ジェネレータが引きずり抵抗の原因となってエネルギーを無駄に消費する可能性がある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、差動装置の駆動力配分機構において、差動装置に駆動力を入力するモータ・ジェネレータが引きずり抵抗の原因となるのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、差動装置の入力要素に加えられる駆動力を２つの出力要素に所定の比率で配分する差動装置の駆動力配分機構であって、第１リングギヤと、第１サンギヤと、前記第１リングギヤおよび第１サンギヤに噛合する第１ピニオンを支持する第１プラネタリキャリヤとよりなる第１遊星歯車機構と、第２リングギヤと、第２サンギヤと、前記第２リングギヤおよび第２サンギヤに噛合する第２ピニオンを支持する第２プラネタリキャリヤとよりなる第２遊星歯車機構とを備え、前記各一対のプラネタリキャリヤ、リングギヤおよびサンギヤのうちの第１の要素を前記２つの出力要素にそれぞれ連結するとともに、第２の要素どうしを相対回転不能に結合して前記入力要素に連結し、かつ第３の要素どうしをギヤ機構を介して相互に逆方向に回転するように連結するものにおいて、前記第３の要素を相互に逆方向に駆動する第１駆動源と、モータ・ジェネレータで構成されてクラッチを介して前記入力要素を駆動する第２駆動源とを備えることを特徴とする差動装置の駆動力配分機構が提案される。
【０００７】
尚、実施の形態の第１ギヤ２１ａ〜第４ギヤ２１ｄおよび第１、第２外歯ギヤ２２Ｒ，２２Ｌは本発明のギヤ機構に対応し、実施の形態の第１モータ・ジェネレータＭＧ１は本発明の第１駆動源に対応し、実施の形態の第２モータ・ジェネレータＭＧ２は本発明の第２駆動源に対応する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の構成によれば、差動装置の第１、第２遊星歯車機構の各一対のプラネタリキャリヤ、リングギヤおよびサンギヤのうちの第１の要素を２つの出力要素にそれぞれ連結するとともに、第２の要素どうしを相対回転不能に結合して入力要素に連結し、かつ第３の要素どうしをギヤ機構を介して相互に逆方向に回転するように連結したので、第１駆動源で第３の要素を相互に逆方向に駆動することで、車両の駆動力を２つの出力要素に任意の比率で配分して旋回をアシストあるいは抑制できるだけでなく、第２駆動源で入力要素を駆動することで、車両を走行させたり走行をアシストしたりすることができる。第２駆動源はモータ・ジェネレータで構成されるので、車両の減速時に第２駆動源を回生制動して車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収することができ、また第２駆動源はクラッチを介して入力要素に接続されるので、駆動も回生制動も行わない場合にクラッチを係合解除することで第２駆動源の引きずり抵抗をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】差動装置の駆動力配分機構の構成を示す図（第１の実施の形態）。
【図２】差動装置の駆動力配分機構の構成を示す図（第２の実施の形態）。
【図３】差動装置の駆動力配分機構の構成を示す図（第３の実施の形態）。
【図４】差動装置の駆動力配分機構の構成を示す図（第４の実施の形態）。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施の形態による差動装置の駆動力配分機構を、フロントエンジン・フロントドライブ車に適用したものである。同図に示すように、車体に横置きに搭載したエンジンＥにはトランスミッションＭが接続されており、そのトランスミッションＭの出力軸である差動装置入力軸１１は遊星歯車式の差動装置Ｄに駆動力を伝達するための入力ギヤ１２を備える。
【００１２】
差動装置Ｄは、右輪ＷＲを駆動する右シャフト１３Ｒに連なる右側の第１遊星歯車機構ＰＲと、左輪ＷＬを駆動する左シャフト１３Ｌに連なる左側の第２遊星歯車機構ＰＬとを備える。両遊星歯車機構ＰＲ，ＰＬは車体中心線を挟んで左右対称に形成されており、２つの出力要素としての右シャフト１３Ｒおよび左シャフト１３Ｌにそれぞれ固設された左右一対の第１、第２プラネタリキャリヤ１４Ｒ，１４Ｌと、一体に形成された左右一対の第１、第２リングギヤ１５Ｒ，１５Ｌと、右シャフト１３Ｒおよび左シャフト１３Ｌ上に回転自在に支持された左右一対の第１、第２サンギヤ１６Ｒ，１６Ｌと、各プラネタリキャリヤ１４Ｒ，１４Ｌに回転自在に支持され、第１、第２リングギヤ１５Ｒ，１５Ｌおよび第１、第２サンギヤ１６Ｒ，１６Ｌに同時に噛合する各複数個の第１、第２ピニオン１７Ｒ…，１７Ｌ…とから構成される。そして、第１、第２リングギヤ１５Ｒ，１５Ｌと一体に形成した１つの入力要素としての外歯ギヤ１８が、前記入力ギヤ１２に噛合する。
【００１３】
第１モータ・ジェネレータＭＧ１に、遊星歯車機構よりなる減速機３１を介して第１駆動軸２０が接続される。減速機３１は、第１モータ・ジェネレータＭＧ１の回転軸３２に固設されたサンギヤ３３と、第１駆動軸２０に固設されたプラネタリキャリヤ３４と、プラネタリキャリヤ３４に回転自在に支持された複数のピニオン３５…と、ケーシング３６に固設されたリングギヤ３７とを備えており、ピニオン３５…はサンギヤ３３およびリングギヤ３７に同時に噛合する。従って、第１モータ・ジェネレータＭＧ１の回転軸３２の回転は減速機３１により減速されて第１駆動軸２０に伝達される。
【００１４】
第１駆動軸２０には第１ギヤ２１ａが固設されており、この第１ギヤ２１ａは前記第１サンギヤ１６Ｒと一体に形成した第１外歯ギヤ２２Ｒに噛合する。また第１駆動軸２０に第３ギヤ２１ｃおよび第４ギヤ２１ｄを介して連結された第２駆動軸２３には第２ギヤ２１ｂが固設されており、この第２ギヤ２１ｂは前記第２サンギヤ１６Ｌと一体に形成した第２外歯ギヤ２２Ｌに噛合する。第１駆動軸２０と第２駆動軸２３とを連結する第３、第４ギヤ２１ｃ，２１ｄは同一の歯数を有しており、従って第１駆動軸２０と第２動軸２３とは同一回転数で逆方向に回転する。また第１、第２ギヤ２１ａ，２１ｂは同一の歯数を有するとともに、第１、第２外歯ギヤ２２Ｒ，２２Ｌも同一の歯数を有しており、従って、第１モータ・ジェネレータＭＧ１を駆動することにより、第１、第２サンギヤ１６Ｒ，１６Ｌは同一回転数で逆方向に回転する。
【００１５】
第２モータ・ジェネレータＭＧ２が、遊星歯車機構よりなる減速機４１を介して差動装置Ｄの入力要素である外歯ギヤ１８に接続される。減速機４１は、第２モータ・ジェネレータＭＧ２の回転軸４２に固設されたサンギヤ４３と、第３駆動軸４０に固設されたプラネタリキャリヤ４４と、プラネタリキャリヤ４４に回転自在に支持された複数のピニオン４５…と、ケーシング３６に固設されたリングギヤ４７とを備えており、ピニオン４５…はサンギヤ４３およびリングギヤ４７に同時に噛合し、第３駆動軸４０に固設したギヤ４８が外歯ギヤ１８に噛合する。従って、第２モータ・ジェネレータＭＧ２の回転軸４２の回転は減速機４１により減速されて第３駆動軸４０に伝達される。
【００１６】
次に、上記構成を備えた本発明の第１の実施の形態の作用を説明する。
【００１７】
クラッチＣを非係合にして第２モータ・ジェネレータＭＧ２を差動装置Ｄから切り離した状態で、第１モータ・ジェネレータＭＧ１をオープン状態（コイルの電流を遮断して無負荷で回転し得る状態）にすれば、第１、第２サンギヤ１６Ｒ，１６Ｌと一体の第１、第２外歯ギヤ２２Ｒ，２２Ｌは、第１、第２駆動軸２０，２３および第１〜第４ギヤ２１ａ〜２１ｄで接続されて同一回転数で同一方向に回転できるため、差動装置Ｄは通常の差動機能のみを発揮する。
【００１８】
クラッチＣを非係合にして第２モータ・ジェネレータＭＧ２を差動装置Ｄから切り離した状態で、第１モータ・ジェネレータＭＧ１を駆動すると、第１、第２サンギヤ１６Ｒ，１６Ｌと一体の第１、第２外歯ギヤ２２Ｒ，２２Ｌが同一回転数で相互に逆方向に駆動されるため、第１モータ・ジェネレータＭＧ１の回転方向に応じて左右のシャフト１３Ｒ，１３Ｌに差回転を発生させ、エンジンＥの駆動力を左輪ＷＬおよび右輪ＷＲに任意の比率で配分することができる。従って、旋回外輪に配分される駆動力を旋回内輪に配分される駆動力よりも多くすれば、車両の旋回性能を高めることができ、逆に旋回外輪に配分される駆動力を旋回内輪に配分される駆動力よりも少なくすれば、車両の直進安定性能を高めることができる。
【００１９】
エンジンＥを駆動しての走行時にクラッチＣを係合して第２モータ・ジェネレータＭＧ２を駆動すると、その駆動力が差動装置Ｄの外歯ギヤ１８に入力され、エンジンＥからの駆動力に合流する。その結果、エンジンＥの駆動力を第２モータ・ジェネレータＭＧの駆動力でアシストすることができる。このとき、エンジンＥが停止していれば、第２モータ・ジェネレータＭＧ２の駆動力だけで車両を発進あるいは走行させることができる。
【００２０】
車両の減速時にクラッチＣを係合して第２モータ・ジェネレータＭＧ２を回生制動すると、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収することができる。
【００２１】
エンジンＥを駆動しての走行時に第２モータ・ジェネレータＭＧ２を駆動しない場合、仮にクラッチＣが係合していると、エンジンＥの駆動力で第２モータ・ジェネレータＭＧ２が駆動されてしまう。このとき、第２モータ・ジェネレータＭＧ２をオープン状態にしても、その回転軸４２の摩擦抵抗や減速機４１の摩擦抵抗によるエネルギー損失が発生するが、クラッチＣを非係合にすることで、第２モータ・ジェネレータＭＧ２の回転軸４２の摩擦抵抗や減速機４１の摩擦抵抗が発生するのを回避し、エンジンＥの駆動力の損失を最小限に抑えることができる。
【００２２】
また第１モータ・ジェネレータＭＧ１の作動による駆動力の左右配分と、第２モータ・ジェネレータＭＧ２の作動によるエンジンＥの駆動力のアシストおよび回生制動とは、相互に干渉するものではないため、エンジンＥの駆動力のアシストあるいは回生制動を行いながら、駆動力の左右配分を同時に行うことも可能である。
【００２３】
第１の実施の形態は、第１、第２遊星歯車機構ＰＲ，ＰＬの第１、第２プラネタリキャリヤ１４Ｒ，１４Ｌ、第１、第２リングギヤ１５Ｒ，１５Ｌおよび第１、第２サンギヤ１６Ｒ，１６Ｌの三つの要素のうち、第１、第２リングギヤ１５Ｒ，１５Ｌを入力要素とし、第１、第２プラネタリキャリヤ１４Ｒ，１４Ｌを出力要素とし、第１、第２サンギヤ１６Ｒ，１６Ｌに第１モータ・ジェネレータＭＧ１で差回転を与えているが、第１、第２遊星歯車機構ＰＲ，ＰＬの前記三つの要素のうち、何れを入力要素とし、何れを出力要素とし、何れに第１モータ・ジェネレータＭＧ１で差回転を与えるかは任意である。
【００２４】
図２に示す本発明の第２の実施の形態は、第１、第２遊星歯車機構ＰＲ，ＰＬの前記三つの要素のうち、第１、第２サンギヤ１６Ｒ，１６Ｌを入力要素とし、第１、第２プラネタリキャリヤ１４Ｒ，１４Ｌを出力要素とし、第１、第２リングギヤ１５Ｒ，１５Ｌに第１モータ・ジェネレータＭＧ１で差回転を与えるものである。
【００２５】
図３に示す本発明の第３の実施の形態は、第１、第２遊星歯車機構ＰＲ，ＰＬの前記三つの要素のうち、第１、第２プラネタリキャリヤ１４Ｒ，１４Ｌを入力要素とし、第１、第２サンギヤ１６Ｒ，１６Ｌを出力要素とし、第１、第２リングギヤ１５Ｒ，１５Ｌに第１モータ・ジェネレータＭＧ１で差回転を与えるものである。
【００２６】
図４に示す本発明の第４の実施の形態は、第１、第２遊星歯車機構ＰＲ，ＰＬの前記三つの要素のうち、第１、第２リングギヤ１５Ｒ，１５Ｌを入力要素とし、第１、第２サンギヤ１６Ｒ，１６Ｌを出力要素とし、第１、第２プラネタリキャリヤ１４Ｒ，１４Ｌに第１モータ・ジェネレータＭＧ１で差回転を与えるものである。
【００２７】
これらの第２〜第４の実施の形態によっても、上述した第１の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２９】
例えば、遊星歯車機構ＰＲ，ＰＬを構成する前記３つの要素の役割、すなわちプラネタリキャリヤ１４Ｒ，１４Ｌ、リングギヤ１５Ｒ，１５Ｌおよびサンギヤ１６Ｒ，１６Ｌの役割は、第１〜第４の実施の形態以外にも任意に入れ換えることができる。
【００３０】
また本発明の駆動力配分機構は、実施の形態で説明したフロントドライブ車の前輪の駆動系に限らず、フロントドライブ車の後輪の駆動系、リヤドライブ車の後輪の駆動系あるいはリヤドライブ車の前輪の駆動系にも適用可能である。
【００３１】
また実施の形態では第１駆動源をモータ・ジェネレータで構成しているが、それを油圧モータで構成することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１４Ｒ        第１プラネタリキャリヤ
１４Ｌ        第２プラネタリキャリヤ
１５Ｒ        第１リングギヤ
１５Ｌ        第２リングギヤ
１６Ｒ        第１サンギヤ
１６Ｌ        第２サンギヤ
１７Ｒ        第１ピニオン
１７Ｌ        第２ピニオン
２１ａ        第１ギヤ（ギヤ機構）
２１ｂ        第２ギヤ（ギヤ機構）
２１ｃ        第３ギヤ（ギヤ機構）
２１ｄ        第４ギヤ（ギヤ機構）
２２Ｒ        第１外歯ギヤ（ギヤ機構）
２２Ｌ        第２外歯ギヤ（ギヤ機構）
Ｃ            クラッチ
Ｄ            差動装置
ＭＧ１        第１モータ・ジェネレータ（第１駆動源）
ＭＧ２        第２モータ・ジェネレータ（第２駆動源）
ＰＲ          第１遊星歯車機構
ＰＬ          第２遊星歯車機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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